某型飞机燃油控制系统测试平台设计

戚素芳

（国营芜湖机械厂，安徽 芜湖 241007）

飞机燃油系统用来贮存飞机需要的燃油，并保证飞机在所有的飞行状态下都能连续、有效地向发动机供给燃油；同时，具有为空调系统、发电机冷却系统、液压系统提供散热的功能。某型飞机燃油测量系统属于飞机燃油系统的一个子系统，包括10 多件主要电子产品和20 多件传感器类产品，用于测量飞机的全机总储油量和油箱中部分燃油量的测量，使飞机的加油和耗油按规定的程序运行，并将全机剩余油量、油位信号等信息输送到机载系统终端显示。飞机燃油测量系统各部件工作正常与否，直接影响飞机的飞行安全。为实现对某型飞机燃油测量系统产品的技术性能检测，开展飞机燃油测量系统测试平台的设计研究意义重大，有利于快速地诊断系统产品性能和排除故障，提高系统的使用可靠性，具有重要的意义。

1 设计需求

研制一套飞机燃油测量系统自动测试平台（以下简称“测试平台”），满足某型飞机燃油测量系统及配套产品性能检测需求的硬件平台，用于在此平台上开发专用的产品测试模块。测试平台具有自动测试、手动测试、实时采样功能，可完成对被测产品的自动检测、生成测试文件、查询及打印测试报告功能。同时，测试平台具备功能扩展能力，相近产品测试需要研制适配器、开发测试程序。

2 设计方案

2.1 总体设计

本测试平台设计采用PXI 总线+PCI 总线进行硬件架构，兼容采用GPIB、RS232 通讯的仪器资源。利用“PCI 工控机+PCI-PXI 控制卡+GBIP 控制卡”的方式替代零槽控制器的方式，首先降低了一半的硬件费用，其次，降低了后续的维护升级费。另外，还增加了可选硬件资源种类。操作系统采用Windows XP，安装各种软件开发工具及应用程序，包括CVI、VC、office 等。VPC 连接器作为被测产品与各种硬件资源的连接切换装置。不论是PXI 总线技术还是VPC 连接技术，均确保了系统的较高的可靠性及扩展性。测试平台系统架构如图1 所示。

通过开发一个自检计量模块，结合自检计量适配器，将各种资源的信号引出至适配器前面板上，通过内部线路交叉检测、外部检测等多种方式，实现对自动测试系统硬件资源的自检及校验。通过开发一个TP 测试模块，结合TP 适配器，将各种资源的信号通过测试电缆引出到燃油测量系统上，实现对飞机燃油测量系统的测试。其中，PXI 机箱置于VPC 信号接口矩阵后部，放置于可移动导轨上，便于安装与维护。

图1 测试平台与被测产品系统架构

2.2 设备技术指标

2.2.1 供电要求

（1）输入电压：220V±20V 50Hz 10A；

（2）输出DC(18 ～32)V，功耗≥300W；

（3）输出AC115V 400Hz，总功耗不大于160V·A；

（4）输出AC5.5V 400Hz，总功耗不大于12V·A；

（5）输出DC(0 ～10)V，功耗≥10W；

（6）输出DC5V，功耗≥10W。

2.2.2 机柜尺寸：

机柜尺寸（高×宽×深）：1600mm×600mm×800mm（不包括底座滚轮及产品适配器）。

2.2.3 接口模块使用次数：不少于20000 次。

2.2.4 环境适应性应满足以下要求：

工作温度：0 ～40℃；相对湿度：≤80%；气压：当时当地大气压。

2.2.5 其它要求

（1）测试台应有防差错设计，所有元器件、连接线都应有标号并与接线图一致；

（2）具有电源监测及过载保护功能，以免损坏设备本身及产品；

（3）电缆及延长电缆连接器按相应的标准制作，电缆内电线应具有标准的标记及屏蔽；连接成品的电缆应有明显标识。

2.3 硬件设计

根据飞机燃油测量系统自动测试平台总体设计需求，测试平台的硬件系统主要由机柜、电源子系统、数据通讯子系统、专用资源子系统、DAQ 子系统、开关子系统、VPC 子系统、人机操作子系统、自检和产品测试子系统、测试电缆等组成，测试平台系统组成如图2。

图2 测试平台系统组成

2.3.1 电源子系统

（1）UPS 不间断电源模块：1 台（用于保证220V 供电意外断电时系统的正常运行）；

（2）电源控制箱：1 台（用于系统供电管理）；

（3）直流电源：4 路；

（4））三相交流电源：1 路（三相四线制），可当单相电源使用；

（5）直流电子负载：1 台（留作再开发使用）。

2.3.2 数据通讯子系统

（1）1553B 数据接口：1 路（留作在开发使用）；

（2）422 数据接口：8 路；

（3）232 数据接口：8 路；

（4）429 数据接口：16 路。

2.3.3 DAQ 子系统

（1）多用表：1 块；

（2）示波器：1 块；

（3）输入IO 接口：64 路；

（4）输出IO 接口：64 路。

2.3.4 开关子系统

（1）矩阵开关：2 线制32×8 路；

（2）多路复用开关：2 线制双16×1 路；

（3）SPST 功率开关：40 路；

（4）SPSD 通用开关：64 路。

2.3.5 专用资源子系统

（1）可编程电阻：6 路；

（2）耗量传感器模拟器：1 台；

（3）电容模拟器：1 台；

（4）电容电感测量仪：1 台。

2.3.6 VPC 子系统

（1）50A 电源接口：16 路；

（2）10A 电源接口：96 路；

（3）3A 信号电路接口：1400 路。

2.3.7 人机操作子系统

（1）机箱：PXI 1 台、PCI 1 台；

（2）人机界面：1 套（显示器、键鼠）；

（3）机柜：1 套；

（4）冷却风扇：2 套。

2.3.8 自检或计量和产品测试子系统

（1）自检计量适配器：1 台；

（2）自检软件：1 套；

（3）产品测试适配器：1 台。

2.4 软件设计

测试平台的软件界面开发环境为C++，操作系统采用Windows XP。主程序界面是自动测试、手动测试、设备校验、设置、退出和帮助等模块的公共接口平台。主界面窗口按照Windows 界面标准设计，自动测试、手动测试、设备校验、设置、退出和帮助等模块以下拉式菜单的形式与用户接口。界面设计时，应从人机工效的角度出发安排窗口各元素，力求画面简捷、主题醒目和操作方便。测试平台软件流程图如图3 所示。

图3 测试平台软件流程图

本系统软件的设计采用模块化设计，根据控制功能关系，系统软件具体功能可分为以下几部分：

2.4.1 软件配置功能

用户在系统软件中调用该功能模块，将数据库文件与产品型号建立对应关系，并在文件中保存。在系统软件中，将会自动增加该型燃油油量——耗量测量系统的各项测试功能。

2.4.2 自检测功能

用户可以通过系统软件联合自检适配器对安装在工控机中的各种板卡进行功能性的检测。

2.4.3 校验／校准功能

（1）满足通过对操纵台输出模拟电压检测，可对输出模拟电压进行校准；

（2）满足通过对操纵台输入模拟电压采集，可对输入模拟电压采集进行校准；

（3）满足对离散量的输入输出控制。

2.4.4 自动测试功能

软件调用数据库，按照规定的测试项目、测试内容，自动调用相关资源，对燃油油量——耗量测量系统进行测试。测试项目、内容严格按照该型燃油油量——耗量测量系统的修理技术条件要求执行。

2.4.5 手动测试功能

该功能主要用于用户维修排故，在该功能模块中，对燃油油量——耗量测量系统的输入、输出进行最大可能的显示。

3 结语

本测试平台能够满足某型飞机燃油测量系统及配套产品性能测试，以此形成系统产品的测试能力和故障排查能力，保证飞机燃油系统的修理质量，提升工厂飞机修理产量和经济效益。另外，平台提供了较全面的硬件测试资源以及软件开发工具，便于在后期工作中不增加或少量增加资源的情况下即可开发新的测试项目，提升飞机机载设备的自动化测试控制水平，设备资源从而进一步得到了充分的利用。